Feinzerspanungstechniken für die Bearbeitung kleinster Bauteile

„Online-Ausgabe“

2013

Jahr

18

FeinschneidenTechnologie ist eine Art vonBearbeitungDie Methode richtet sich anKleinstteileDie Umsetzung schneller und kostengünstiger Bearbeitungsvorgänge ist Teil der Fertigung der Zukunft.

Der technologische Trend geht in folgende Richtung:

2 l

Was in diesem Jahrhundert besonders gefördert wirdSchlüsseltechnologienEines davon. Die Feinzerspanungstechnik zielt in erster Linie auf die Bearbeitung von Metallen ab.

Mikrostrukturierte Bauteile aus nicht-siliziumhaltigen Materialien, wie beispielsweise Legierungen, gehören zuPräzisionsbearbeitungim Bereich der Schlüsseltechnologien. In diesem Artikel wird auf der Grundlage der Eigenschaften von Kleinstbauteilen eine Analyse durchgeführt.

Das technische System des Feinschnitts.

Stichwort

Kleinstteile

Feinschneiden

Chinesische Bibliotheksklassifikationsnummer:

TG501.1

Dokumentenkennzeichen:

Aufgrund der kontinuierlichen Fortschritte in den Bereichen Materialwissenschaften, Mikroelektronik, Maschinenbau und Informatik hat sich die Technologie des Feinzerspanens rasch weiterentwickelt und sich schließlich zu … gewandelt.

Als interdisziplinäres Forschungsgebiet an der Spitze der Wissenschaft stellt die Mikrozerspanungstechnik eine Methode zur schnellen und kostengünstigen mechanischen Bearbeitung winziger Bauteile dar.

Unabhängig vom zu bearbeitenden Material bietet diese Technologie einzigartige Vorteile bei der Feinbearbeitung dreidimensionaler Geometrien sowie einer Vielzahl von Werkstoffen; es handelt sich hierbei um eine Technologie im Mikrometerbereich.

Es gibt eine Reihe neuer Technologien, die in den Bereich des Maschinenbaus im mittleren Maßstab fallen und mit deren Hilfe die Serienfertigung von Mikroförmchen realisiert werden kann; dazu gehören das Mikrofresen, das Mikrodrehen und das Mikro...

Feinbearbeitung und Mikropressen usw. bilden die Grundlage der heutigen Mikrozerspanungstechniken.

Merkmale und Bearbeitungsbereich von Kleinteilen

Bauteile, die auf kleinstem Raum Elemente aus den Bereichen Optik, Elektrotechnik, Mechanik, Magnetismus und Hydraulik vereinen, werden als Mikrobauteile bezeichnet. Mikrobauteile.

Das Bauteil weist hinsichtlich seiner Bauform, der verwendeten Werkstoffe und der Fertigungsverfahren folgende Merkmale auf: (

) Die Hauptmaterialien für Mikro- und Kleinstbauteile sind

Objekte, die aus Metallen, Legierungen oder Verbundwerkstoffen – also aus nicht-siliziumhaltigen Materialien – bestehen, weisen gute mechanische Eigenschaften auf: Sie verfügen über eine hohe Festigkeit und Härte, sind verschleißfest, widerstehen Überlastungen und sind hochglanzbeständig.

Temperaturbeständigkeit oder Korrosionsbeständigkeit, sodass sie auch unter rauen Betriebsbedingungen einwandfrei funktionieren; (

) sind mittlerweile in den unterschiedlichsten Mikro- und Kleinsystemen weit verbreitet,

Es gibt vielfältige Strukturformen wie Rahmen, Wände, Hohlräume, Wellen, Nuten, Räder und Lochsysteme, und die Nachfrage auf dem Markt ist groß. Das derzeit drängendste Problem ist jedoch.

Wie lässt sich das Problem der Serienfertigung lösen, ohne die Anforderungen an die Bearbeitungsgenauigkeit zu vernachlässigen? (

) bezieht sich auf eine Gesamtgröße im Millimeterbereich, was die Nutzung sehr erschwert

Kleinteile, die mit herkömmlichen Verfahren bearbeitet wurden; (

) Strukturformen, die überwiegend aus quasi-dreidimensionalen oder dreidimensionalen räumlichen Strukturen bestehen, wobei das Verhältnis von Tiefe zu Breite größer ist als das zur Höhe oder

Das Längen-Durchmesser-Verhältnis ist groß. (

Die Struktur ist komplex, der Raum beengt, und die einzelnen Bauteile stehen in einer präzisen Verbindung, Kraftübertragung oder Montagebeziehung zueinander.

Die Anforderungen an die Form- und Lagegenauigkeit sind außerordentlich hoch, wobei die für die Oberflächen der Bauteile zu erreichende Feinheit eine gewisse Mindestgrenze aufweist und nicht zwangsläufig im Nanobereich liegt.

Mechanismen des Feinzerspanens

Eigentlich unterscheidet sich das Feinzerspanen nicht vom herkömmlichen Zerspanen: Bei beiden Verfahren wird mit Hilfe eines Schneidwerkzeugs Material von der Oberfläche des Werkstücks abgetragen. Allerdings ist beim Feinzerspanen der Arbeitsprozess…

Da die Werkstückabmessungen sehr klein und auch die Werkzeugabmessungen äußerst fein sind, treten beim Feinzerspanen viele Phänomene auf, die sich vom herkömmlichen Zerspanen unterscheiden. Wirksame Maßnahmen zur Verbesserung der Bearbeitungsqualität.

Ein Ansatz besteht darin, die Mechanismen des Feinzerspanens zu erforschen, um so die praktische Umsetzung des Feinzerspanens weiter voranzutreiben. Bei diesem Zerspanungsprozess wird das Werkstückmaterial…

Im Kontaktbereich zwischen Werkstück und Schneidwerkzeug kommt es unvermeidlich zu lokalen Verformungen. Daher muss die Schnittstärke des Schneidwerkzeugs so gesteuert werden, dass sie innerhalb eines bestimmten Bereichs bleibt.

Innerhalb der minimalen Schnitttiefe des Werkstückmaterials wird die Bearbeitungsqualität gewährleistet, wobei während der Feinzerspanung immer weniger Material abgetragen wird.

Der Radius an der Schneidkante nähert sich allmählich der minimalen Schnittdicke an; anders als bei herkömmlichen Zerspanungsmodellen erfolgt die Zerspanung entlang des Radiusprofils der Schneidkante.